(57)【要約】【課題】機構材を用いない簡易な遮蔽構造を有し、且つ作業性に優れたプリント板回路を提供する。【解決手段】フレックス部およびリジッド部に連続なグランドパターンを形成し、フレックス部をリジッド部上に形成された回路部品及び線路を覆いながらフレックス部のグランドパターンを電極及びコネクタを介してリジッド部のグランドパターンに接続することで、連続したグランド空間で回路部品及び線路を包み、該空間により該回路部品及び線路から放出される電磁波、又は外部から飛来する不要波の遮蔽を行う。【選択図】図1
2006344897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路部品を搭載したリジッド部と、
該リジッド部に搭載され該リジッド部のグランドパターンに接続されたコネクタと、
該リジッド部のグランドパターンと連続するグランドパターンを備え、該グランドパターンと接続され、前記コネクタと接続可能な電極を有するフレックス部と、
を備えたことを特徴とするプリント板回路。
【請求項２】
請求項１において、
該フレックス部が、導体パターンを有し、前記コネクタと接続可能な電極と接続された、ことを特徴としたプリント板回路。
【請求項３】
複数の平行な導体パターンを備えたリジッド部と、
該複数の平行な導体パターンと連続する、複数の平行な導体パターンが形成されたフレックス部と、
該フレックス部に形成された該複数の平行な導体パターンと接続可能なコネクタであって、前記リジッド部における複数の平行な導体パターンと前記フレックス部に形成された複数の平行な導体パターンとを、コイル状の連続する導体パターンを形成するように接続するコネクタと、
を備えたことを特徴としたプリント板回路。
【請求項４】
請求項２において、
該導体パターンがループアンテナであり、該コネクタが該ループアンテナと接続されてモニタ信号を出力するプローブを有し、該接続の際に、該フレックス部のグランドパターンが該ループアンテナに対して外側となるようにしたことを特徴としたプリント板回路。
【請求項５】
請求項２において、
該導体パターンが無線信号を受信するためのパッチアンテナであることを特徴としたプリント板回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント板回路に関し、好ましくは、特に回路部品やマイクロストリップ線路を搭載したプリント板を利用して構成される回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
装置の小型化、軽量化は永遠の命題であり、各製造メーカーでは、自社製品の差別化、高付加価値化を目的に技術開発が行われている。この小型化へのアプローチとしてプリント板への部品実装密度が近年急増している。
【０００３】
しかしながら、部品の実装密度が上がると、各機能を有する回路ブロック(領域)間での電波干渉が無視できない程大きくなる。この為、各回路ブロックの空間的領域分割、またはプリント板分割や金属材による不要波遮蔽により電波干渉を抑圧する施策を採る必要がある。
【０００４】
このような不要波遮蔽を施したプリント板回路の従来例[1]を図6に示す。プリント板のリジッド部51には各機能を実現する為に回路部品及びマイクロストリップ等の線路(図示せず。以下、代表して回路部品と称する。)が搭載されており、この回路部品52は機能、使用周波数帯などにより領域分割されてレイアウトされている。この領域分割の境界部にはグランドパターン(図示せず)が形成されており、領域毎に包囲するように開口部53が設けられた金属板54がこのグランドパターンと接触するように載置される。さらに、この金属板54を覆う金属蓋55によりリジッド部51上に搭載された回路部品52は個別の容器に入れられたのと同様に、他の領域の回路部品との不要波遮蔽が実現されることになる。
【０００５】
上記の領域分割による不要波遮蔽は、マイクロ波帯の分布定数を用いたプリント板回路では、さらに繊細な設定が必要となる。マイクロ波帯の周波数では波長が短い為、グランドパターンで囲まれた空間が半波長以上有ると導波管モードでその空間の外部に伝播してしまう為、遮蔽部としての金属板54の高さを含めた3次元での空間管理が必要となる。
【０００６】
図7(1)及び(2)はプリント板回路の従来例[2]を示す。図中、金属筐体61には、同図(2)に示すように空間62とこれより大きい空間63が設けられており、空間62の底部には、同図(1)及び(2)に示す如く、リジッド部64が載置されている。このリジッド部64上にはバンドパスフィルタを構成するマイクロストリップ線路65が載置され、空間62は金属蓋66によって閉じられ、空間63は開放されている。
【０００７】
バンドパスフィルタの機能は不要波抑圧が目的である。このため、マイクロストリップモードでの不要波抑圧に加え、前記の導波管モードでの不要伝播を抑圧する為に、マイクロストリップ線路65が設置される空間寸法(a)(同図(1))及び(b)(同図(2))は、除去したい周波数帯域で十分遮断域となるカットオフ周波数を有するように選択される。
【０００８】
ここで、金属筐体61を空間62と63に分割している理由は次のとおりである。
【０００９】
この従来例[2]ではフィルタ部のみをクローズアップして図示しているが、一般的にはフィルタは不要波を除去して後段回路へ信号を伝達する役割を担うので周囲には他機能を有する回路部品が搭載されている。金属筐体61の高さ(c)(同図(2))は、この周辺回路の最大部品高さや、装置外形等の寸法制約により決定されるため、このままでは十分な不要波遮断域となる高さ制限が出来ない場合が多い。
【００１０】
この為、同図(2)に示すように、上記カットオフ周波数を得るための寸法(a)及び(b)を有する空間62をリジッド部64上に設けると共にこの空間62とは段差を設けて空間63と区分し、空間62に金属蓋66を被せてバンドパスフィルタを形成している。
【００１１】
一方、電子部品が設けられたプリント配線板と、電子部品が設けられた可撓性のプリント配線回路とを用い、プリント配線板に形成された電子部品とプリント配線回路に形成された電子部品とを対向させ、かつ電子部品各々が内側に配置されるようプリント配線回路を折り曲げ、プリント配線板のグランドとプリント配線回路のグランドとを電気的に接続したプリント回路の製造方法及び携帯通信機器がある(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献１】特開2001-326439号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の如く、小型高密度化されたプリント板回路では不要波遮蔽機能が重要となる。この為、従来は図6及び図7に示したように、金属筐体や金属蓋による遮蔽が主に行われて来た。これは、着脱が容易であり、回路部品の調整、検査が金属蓋を開ければ容易であるという利便性があったためである。
【００１３】
しかしながら、このような従来例の場合には、機構類の部品点数増や、所望特性を得る為の複雑な筐体加工が必要となりコスト高の要因となる。近年では、導電性ゴム、導電性テープを機構材と併用する等の対応もあるが、これらも機構材による不要波遮蔽の部分的補完に過ぎない。
【００１４】
また、特許文献1には、プリント配線板と可撓性プリント板を対向させてそれぞれのグランドを接続することで囲まれた回路空間のノイズ遮蔽を行う例が記載されているが、この場合には、4辺を導電性接着剤等により接続する必要があり、可撓性プリント板であるが故に固定した位置決めが困難であることや、接着固定時の保持等の作業性の問題があり、また接着固定後は内部の確認が困難となり部品保守等の作業性の問題がある。
【００１５】
従って、本発明は、機構材を用いない簡易な不要波遮蔽構造を有し、且つ作業性に優れたプリント板回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
最近のプリント板(フレックスリジッドプリント板)では、リジッド部とフレックス（フレキシブル）部の一体化形成が可能となり、接続コネクタを介さずにプリント板間の接続が可能であり高信頼性が保て、また高密度化が可能、さらに組立工数削減等も期待できることより、近年多方面で利用されている。尚、リジッド部は、フレックス部に対して相対的に可塑性が低いという意味でリジッド（硬い）と称しており、撓みを一切許容しないということを示すものではない。
【００１７】
このようなことに着目して、本発明に係るプリント板回路は、回路部品を搭載したリジッド部と、該リジッド部に搭載され該リジッド部のグランドパターンに接続されたコネクタと、該リジッド部のグランドパターンと連続するグランドパターンを備え、該グランドパターンと接続され、前記コネクタと接続可能な電極を有するフレックス部と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
すなわち、本発明では、フレックス部にリジッド部のグランドパターンと連続したグランドパターンを形成し、このグランドパターンに設けた電極(端子)をリジッド部に設けたコネクタに接続する。このとき、コネクタと電極とは着脱できる。
【００１９】
静電ノイズの遮蔽は一般にグランド(アース)電位の空間で隔離することで可能となるので、上記のようにフレックス部およびリジッド部に連続なグランドパターンを形成し、フレックス部をリジッド部上に形成された回路部品及び線路を覆いながらフレックス部のグランドパターンを電極及びコネクタを介してリジッド部のグランドパターンに接続することで、連続したグランド空間で回路部品及び線路を包むことが可能となる。
【００２０】
これにより、回路部品及び線路は外界からの不要波の影響を防止できると共に、回路部品及び線路自体が発生するノイズの伝播を抑圧することが可能となる。
【００２１】
上記のコネクタは、該回路部品及び線路を機能毎に領域分割するように設けることができ、各コネクタに対応して各フレックス部が設けることができる。
【００２２】
また、上記の空間が導波管路を形成し、その導波管路が該回路部品及び線路に対して実質的に遮断域となるカットオフ周波数を有するように寸法が定められている。
【００２３】
また、該フレックス部の内側に該リジッド部より実質的に誘電率の低い支持台を設けて該フレックス部を支持した状態で該フレックス部を該コネクタに接続することも可能である。これにより、フレックス部の可撓性による導波管壁変動による不要波遮断周波数変動を除去することができる。
【００２４】
また、上記のフレックス部は、他方の面に導体パターンの層を有し、該コネクタが該導体パターンと接続するための電極を有することができる。
【００２５】
これにより、フレックス部を不要波遮蔽機能に加えて通常の回路接続機能をも保有できることになる。
【００２６】
また、本発明では、複数の平行な導体パターンを備えたリジッド部と、該複数の平行な導体パターンと連続する、複数の平行な導体パターンが形成されたフレックス部と、該フレックス部に形成された該複数の平行な導体パターンと接続可能なコネクタであって、前記リジッド部における複数の平行な導体パターンと前記フレックス部に形成された複数の平行な導体パターンとを、コイル状の連続する導体パターンを形成するように接続するコネクタとを備えたプリント板回路が提供される。
【００２７】
これにより、簡易な構成でコイルを形成することができる。
【００２８】
この場合、該フレックス部の該導体パターンを形成した面と反対側の面に該リジッド部のグランドパターンと連続するグランドパターンを形成し、該コネクタに接続可能にすることができる。
【００２９】
すなわち、フレックス部でソレノイドコイルを形成すると共に、グランドパターンで不要波の遮蔽も行うことができる。
【００３０】
さらに、上記の導体パターンは該空間内部をモニタするためのループアンテナであり、該コネクタが該ループアンテナと接続されてモニタ信号を出力するプローブを有し、該フレックス部のグランドパターンを該ループアンテナを形成した面の外側に設けるようにしてもよい。
【００３１】
これにより、不要波遮蔽構造を破壊することなく内部の回路部品の動作を容易にモニタできる。
【００３２】
さらに、上記の導体パターンが無線信号を受信するためのパッチアンテナでもよい。
【００３３】
これにより、パッチアンテナから受信した無線信号をフレックス部端の電極を介して該コネクタに与えることができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば着脱が容易な遮蔽部品をプリント基板と一体形成で簡単に実現可能となる。着脱可能であることは、遮蔽を必要とする内部の部品修理、交換が容易となりメンテナンス性、調整性に寄与にする。また一体成形のため、部品散乱／紛失、部品納期相違による組立工程遅延等の問題が生じない。この為、製造コストの低減に寄与できる。
【００３５】
また、不要波遮蔽が一枚基板上で必要な場所に簡単に実現可能であり、これまでは機構上の制約できめ細かに対応が困難であったものが容易に対応可能となり、EMI特性の向上が期待できる。この不要波遮蔽は導波管としても機能させることが可能であり、その遮断周波数を適度に設定することでマイクロ波帯フィルタの減衰特性改善等も可能となる。
【００３６】
さらに、導体パターンを利用し本来の結線機能以外の回路部品としての活用等応用範囲を広げることが可能となり、ソレノイドコイル等の電子部品としての活用も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
実施例［１］
図1に本発明に係るプリント板回路の実施例[1]を示す。この実施例では、同図(1)に示す如く、リジッド部1と、フレックス部2_1〜2_8(以下、符号「2」で総称することがある。)と、FPCコネクタ3_1〜3_8(以下、符号「3」で総称することがある。)でプリント板回路を構成している。
【００３８】
リジッド部1のグランドパターンとフレックス部2のグランドパターンとは連続形成されている。即ち、リジッド部1の内層のグランドパターンと、フレックス部2のグランドパターンとは、連続的である。このグランドパターンはフレックス部2の図示の表（おもて）面全体に一様に形成されている(裏面でもよい。)。フレックス部2は、リジッド部1の側面から延長しており(図2(1)参照。)、図示のように四角形のリジッド部1に対して各辺2枚づつ、計8枚が設けられている。
【００３９】
リジッド部1は、回路部品5を4つの機能ブロック(不要波遮蔽分割領域)に分割しており、各機能ブロックに対してコネクタ3_1〜3_8が取り付けられている。各コネクタ3はリジッド部1中のグランドパターンに電気的に接続されている。フレックス部2_1〜2_8の各開放端には、コネクタ3_1〜3_8との嵌合が可能なように電極4_1〜4_8(以下、符号「4」で総称することがある。)が加工されている。従って、フレックス部2の電極4を対向するコネクタ3に挿入し、接続すると、図1(2)に示すようにグランドパターンがその領域の回路部品5を包み込むことになる。尚、リジッド部1のグランドパターンと、フレックス部2のグランドパターンとは、コネクタ3を介して電気的に接続される。即ち、電極4_1〜4_8は、グランドパターンと接続された端子を少なくとも1以上（好ましくは全ての端子）を含む。
【００４０】
このように、本実施例では回路部品5を4つの不要波遮蔽領域に分割遮蔽しており、同図(3)に示すように、各領域を2方向からフレックス部2で覆うことで実現している。すなわち、電極4_3,4_4,4_7,4_8を、同図(2)で示すように、コネクタ3_3,3_4,3_7,3_8に嵌合した後、電極4_1,4_2,4_5,4_6を、同図(3)に示すように、コネクタ3_1,3_2,3_5,3_6に嵌合させている。
【００４１】
これは着脱性を考慮した為で、もちろんフレックス部2にコネクタ接続用電極を3方向分用意しておけば、1枚のフレックス部2（3個の接続電極を形成）で1領域を遮蔽することも可能である。
【００４２】
本実施例の場合、2枚のフレックス部2をタスキ掛け状に利用する為、隙間が生じるが、この隙間を、遮蔽を必要とする周波数の1/4波長以下の隙間に調節すれば不要波遮蔽効果は期待できる。例えば、800MHz帯であれば波長は約37cmで9cm程度の隙間は許容されることになる。さらに高周波で利用する場合には、回路部品5も比例して小さくなり、当然遮蔽領域も細かく分割する必要があり、本実施例による隙間も比例して小さくなる。
【００４３】
このように本実施例は前述の如くフレックス部とコネクタの着脱を可能とし、遮蔽された空間内部の部品交換、修理等が容易となる作業性を考慮したものであり、特にフレックス部を利用する大きな利点は遮蔽回路部品がプリント板と一体形成可能となる点である。このため、部品散乱や、部品納期遅ズレによる部品欠品は発生し得ない。手配、部品管理の面でもメリットが大きい。
実施例［２］
図2に本発明の実施例[2]を示す。同図(1)において、回路部品を構成するリジッド部1上にマイクロストリップ線路11を設けて、図7の従来例と同様の機能を有するバンドパスフィルタ構成している。リジッド部1の側面には、実施例[1]と同様に、リジッド部1のグランドパターンと連続したグランドパターンを表面に形成したフレックス部2が形成されており、マイクロストリップ線路11を挟んで対向する部分には、フレックス部2の開放端に設けた電極4と嵌合可能なコネクタ3が設置されている。
【００４４】
ここで、フレックス部2の電極4をコネクタ3に接続すると、マイクロストリップ線路11を囲む連続したグランド面が形成できる。すなわち、導波管が形成できる。
【００４５】
この導波管をフィルタの抑圧周波数帯域において遮断域となる寸法に設定することで、良好な帯域外減衰量を得ることが可能となる。フィルタの主特性はマイクロストリップモードでの伝播により決定され、導波管モードの伝播規制はその補助的なものであるので、フレックス部2の可撓性による導波管壁変動による不要波遮断周波数変化は実用上問題とならない。これらの変動要因も除去したい場合には、同図(1)に示すように、リジッド部1より十分誘電率の低い支持台12（本実施例ならば半円柱の石英等）を用意し、その後、同図(2)に示すようにフレックス部2を被せればよい。
【００４６】
本実施例によれば、これまで機構材により実現されていた低遮断周波数導波管をプリント板回路のみで実現することが可能となる。また本実施例の導波路は着脱が容易であり内部状態の確認が容易である。従って、マイクロ波帯の分布定数回路において頻繁に行われるインピーダンスマッチング等のパターン調整作業も容易に行うことが可能となる。
実施例［３］
図3に本発明の実施例[3]を示す。本実施例では、リジッド部1およびフレックス部2に連続した平行導体パターン21が形成（平行な各導体パターン21は、リジッド部1、フレックス部2の双方に渡って連続して形成）されている。リジッド部1にはコネクタ3が載置されており、フレックス部2からの平行導体パターン21は、リジッド部1の内部を通り、スルーホール22を経由してコネクタ3の電極23と接続されている。
【００４７】
フレックス部2の開放端は平行導体パターン21の端面が並べられ、リジッド部1のコネクタ3に嵌合可能な加工が施されている。この平行導体パターン21は、フレックス部2の端部をコネクタ3の右側の電極23に接続すると両端が結線されるが、図示の如く、A-A’間が接続されるように（例えば、一列）ずらして結線することでソレノイドコイルが形成される。このとき、導体パターン21の最下部左端は導体パターン25に接続され最上部右端Bは導体パターン26の先端部B'に接続されることになる。ノイズ除去用のコイルとしての活用の他に、静磁場発生器としての利用も可能であり、ゼーマン効果を利用した原子時計等への応用も可能である。
【００４８】
なお、フレックス部2の導体パターン21が設けられている面と反対の面には、上記の各実施例と同様に一様のグランドパターンを設けることができ、フレックス部2を曲げてコネクタ3に差し込むとき、該グランドパターンがコネクタ3の左側の電極24と接続されることになる。
【００４９】
このように、グランドパターン形成での不要波遮蔽機能の他に導体パターンを形成し、本来の結線機能以外への適用も可能となる。
実施例［４］
図4は本発明の実施例[4]を示している。本実施例では、同図(1)に示すように、フレックス部2の一方の面(図示の見える面)にループアンテナ31を形成している。ループアンテナ31は、同図(2)に示す如く、フレックス部2の電極4をコネクタ3に接続することで、導体パターン32を介して同軸コネクタ33に接続される。この場合も、ループアンテナ31とは反対の面にグランドパターンが形成され、コネクタ3と接続されることでフレックス部2のグランドパターンとリジッド部1のグランドパターンとが電気的に接続される。
【００５０】
このようにして、フレックス部2をコネクタ3に接続して形成された不要波遮蔽空間の内部に所要の周波数成分の発生有無をモニタするプローブを形成することが可能となり、不要波遮蔽構造を破壊することなく内部の回路部品の動作を容易にモニタできる。
実施例［５］
図5は本発明の実施例[5]を示している。本実施例では、同図(1)に示すように、フレックス部2の一方の面(図示の例では見えない方の面)にパッチアンテナ41を設けており、このパッチアンテナ41は、フレックス部2を同図(2)に示すようにコネクタ3に接続し遮蔽機能を形成した際、同図(3)に示すように、外面に位置することになる。尚、パッチアンテナ41と反対側の面には、グランドパターンが形成され、リジッド部1をコネクタ3に挿入接続することで、リジッド部のグランドパターンと電気的に接続される。
【００５１】
従って、フレックス部１に設けられたグランドパターンにより、不要波を遮蔽しながら必要とする無線での制御信号を受信する等のアンテナの形成も簡単に形成可能である。尚、パッチアンテナ41により受信した無線信号は、コネクタ3を介してリジッド部1上であって、フレックス部2で覆われた部分の無線信号回路で処理することができる。
【００５２】
（付記１）
回路部品を搭載したリジッド部と、
該リジッド部に搭載され該リジッド部のグランドパターンに接続されたコネクタと、
該リジッド部のグランドパターンと連続するグランドパターンを備え、該グランドパターンと接続され、前記コネクタと接続可能な電極を有するフレックス部と、
を備えたことを特徴とするプリント板回路。
（付記２）付記１において、
該回路部品及び線路を機能毎に領域分割するように該コネクタが設けられており、各コネクタに対応して各フレックス部が設けられていることを特徴としたプリント板回路。
（付記３）付記１又は２において、
該空間が導波管路を形成し、該導波管路が、該回路部品及び線路に対して実質的に遮断域となるカットオフ周波数を有するように寸法が定められていることを特徴としたプリント板回路。
（付記４）付記３において、
該フレックス部の内側に該リジッド部より実質的に誘電率の低い支持台を設けて該フレックス部を支持した状態で該フレックス部を該コネクタに接続することを特徴としたプリント板回路。
（付記５）付記１において、
該フレックス部が、導体パターンを有し、前記コネクタと接続可能な電極と接続された、ことを特徴としたプリント板回路。
（付記６）付記５において、
複数の平行な導体パターンを備えたリジッド部と、
該複数の平行な導体パターンと連続する、複数の平行な導体パターンが形成されたフレックス部と、
該フレックス部に形成された該複数の平行な導体パターンと接続可能なコネクタであって、前記リジッド部における複数の平行な導体パターンと前記フレックス部に形成された複数の平行な導体パターンとを、コイル状の連続する導体パターンを形成するように接続するコネクタと、
を備えたことを特徴としたプリント板回路。
（付記７）付記６において、
該フレックス部の該導体パターンを形成した面と反対側の面に該リジッド部のグランドパターンと連続するグランドパターンを形成し、該コネクタに接続可能にしたことを特徴としたプリント板回路
（付記８）付記５において、
該導体パターンがループアンテナであり、該コネクタが該ループアンテナと接続されてモニタ信号を出力するプローブを有し、該接続の際に、該フレックス部のグランドパターンが該ループアンテナに対して外側となるようにしたことを特徴としたプリント板回路。
（付記９）付記５において、
該導体パターンが無線信号を受信するためのパッチアンテナであることを特徴としたプリント板回路。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るプリンタ板回路の実施例[1]を示した斜視図である。
【図２】本発明に係るプリンタ板回路の実施例[2]を示した斜視図である。
【図３】本発明に係るプリンタ板回路の実施例[3]を示した図である。
【図４】本発明に係るプリンタ板回路の実施例[4]を示した図である。
【図５】本発明に係るプリンタ板回路の実施例[5]を示した図である。
【図６】従来例[1]を示した分解斜視図である。
【図７】従来例[2]を示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
1  リジッド部
2,2_1〜2_8  フレックス部
3,3_1〜3_8  FPCコネクタ
4,4_1〜4_8,23,24  電極
5  回路部品及び線路
11  マイクロストリップ線路
12  石英支持台
21,25,26,32  導体パターン
22  スルーホール
31  ループアンテナ
33  同軸コネクタ
41  パッチアンテナ
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【図１】
2006344897.tif 000003
【図２】
2006344897.tif 000004
【図３】
2006344897.tif 000005
【図４】
2006344897.tif 000006
【図５】
2006344897.tif 000007
【図６】
2006344897.tif 000008
【図７】
2006344897.tif 000009